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宁天城际一期工程隧道火灾自动报警系统方案研究 　　摘 要：详细介绍了地铁工程隧道火灾自动报警系统方案，重点分析了光纤光栅测温系统、感温电缆火灾探测系统和分布式光纤测温系统的技术、经济特点，提出了适合宁天城际一期工程的隧道火灾自动报警系统方案。 　　关键词：地铁；隧道；火灾；光纤光栅；感温电缆；分布式光纤 　　引 言：地铁是高密度、大容量、快速运行的城市公共交通系统，系统安全、稳定关乎国家与市民生命财产安全，因此，建立一套适合地铁特点的火灾监控系统，特别是地铁隧道内的火灾监控显得尤为重要。本文重点讨论隧道内强电电缆的火灾探测技术，主要包括：光纤光栅测温系统、感温电缆火灾探测系统和分布式光纤测温系统。 　　一、光纤光栅测温系统 　　光纤光栅测温系统的基本原理是：当由于各种不同的因素导致电缆上光纤光栅周围的温度发生变化时，将导致光栅周期或者纤芯折射率产生变化，从而产生光栅布喇格信号的波长位移Δλ，通过监测布喇格波长的变化情况，即可获得电缆上光纤光栅周围温度的变化状况。简言之，光纤光栅布喇格波长的变化与环境温度的变化有着简单的线性关系，通过测量光纤光栅布喇格波长，可以测得环境温度。当温度的变化或者温变速率超过事先设定的某个门坎值时，即可给出报警信号。 　　光纤光栅测温系统具有如下技术特征： 　　采用光纤光栅感知温度和位置信息进行信号检测、信号传输，实现无电检测，本质安全防爆； 　　使用先进的光纤光栅作为测量单元，技术先进，测量精度高； 　　光缆及光栅长期工作温度范围达-30℃到120℃，瞬时可达150℃，应用范围广； 　　通过系统硬件对温度信息解调； 　　最高温度点定位至每一个探测器； 　　系统结构紧凑，安装简单，维护方便； 　　通过软件，可以根据实际情况设定不同的预警值、火警值； 　　光纤光栅测温系统因其良好的定点、实时监测性能，广泛应用于电力工业、石化工业等。 　　二、感温电缆火灾探测系统 　　感温电缆火灾探测系统是线型探测器的一种，其基本原理是：电缆内部是两根弹性钢丝，每根钢丝外面包有一层感温且绝缘的材料，在正常监视状态下，两根钢丝处于绝缘状态，当周边环境温度上升到预定动作温度时，温度敏感材料破裂，两根钢丝产生短路，输入模块检查到短路信号后产生报警。 　　感温电缆探测系统可用于发电站、变电站、电缆沟道、隧道、夹层、传送带等场所，感温电缆探测器稳定可靠，适用于恶劣环境的火灾检测。 　　三、分布式光纤测温系统 　　分布式光纤测温系统也是线型探测器的一种，其基本原理是利用光纤中石英分子键会受温度上升而产生晶格振动。这种振动会导致在光纤中传输的光产生散射（喇曼散射及R.aylei曲散射），而散射量的大小可以直接反应温度的高低。因此光纤感温探测系统可以将环境温度以连续的线性方式表示出来。光纤感温探测系统的另一个崭新的技术是可以准确地定位温度变化的确切位置。系统通过OTDK、OF’DR（光时域及光频域反射测量法）及连续FFT（快速傅立叶变换）对信息进行处理，将微小的时空差别以频率方式体现出来实现精确定位，从而构成一套精密的光纤线性感温探测系统。 　　分布式光纤测温系统包括一个分析单元（频率生成器、激光源、光模、HF合成器和微处理器）以及一个石英光纤缆（LG）作为线性温度传感器。 　　相比其他探测手段，分布式光纤测温系统这一目前世界上最先进的高科技产品，它以众多的优点和功能快速地代替感温电缆。其安装简便，性能卓越，具备如下主要优点： 　　整根光纤不仅用作信号传输，更全被用作温度探测用，感温探测覆盖范围为其全长100%，报警区域的设置可以通过软件在光纤全长内自由设置，报警定位精度高，其探测区域最小可达0.5米，无论现场分区怎样变动，皆能满足要求； 　　对每个分区的报警探测逻辑可以实现分区内最大温度（定温）、分区内温升速率（差温）、分区内最高温度与分区平均温度之间差值（分区温度均匀程度）三种方式的任意组合，保证实现早期和可靠的报警； 　　系统提供图形化监控软件，软件可以图形化实时显示各分区的定温、差温和极均差值等探测数据，并可以在控制中心设定各种探测数据的报警阈值； 　　可以对感温光纤全线提供连续的温度监测，可以显示全线的温度分布曲线，不仅有利于值班人员监控操作，而且系统兼备故障自检测功能，光纤发生故障时可以在光纤全长曲线上指示出断点的具体位置，有利于系统的故障监测与迅速维修； 　　系统安装非常简便，信号传输和探测用一根光纤，安装至现场仅需将探测光纤固定即可轻松完成安装工作； 　　探测部分完全采用光传输方式，光纤本征安全防爆，并可以完全杜绝电磁干扰影响，绝缘性高； 　　感温光纤耐用性设计优异，探测光纤的寿命可达30年之久，对环境影响如温度，压力和湿度波动有抵抗力，同样也适用于较多灰尘